Международная группа исследователей представила экспериментальные свидетельства того, что частицы, составляющие космические лучи, ускоряются при вспышках сверхновых.

Гамма-излучение высокой энергии, которое зарегистрировала обсерватория VERITAS. Звездой отмечено расположение области активного звездообразования в галактике М82 (Иллюстрация авторов работы.)

Космическими лучами принято называть потоки элементарных частиц и ядер атомов, ускоренных в космическом пространстве. Энергия космических лучей может достигать 10²⁰ эВ, что заметно превосходит возможности даже самых современных ускорителей частиц. Астрономы предполагали, что столь высокие энергии частицы получают при взрывах звезд, однако доказать это им не удавалось.

Авторы провели наблюдения двух галактик, в которых проходят процессы активного формирования звезд: М82 и Большого Магелланова облака. «В областях интенсивного звездообразования формируется множество массивных звезд, быстро завершающих свой жизненный цикл мощным взрывом, — объясняет один из участников исследования Сет Дайджел (Seth Digel) из Национальной ускорительной лаборатории SLAC (США). — Связь здесь весьма очевидна».

Зарегистрировать сами космические лучи, зарождающиеся в этих галактиках, пока не представляется возможным, поэтому астрономы наблюдали гамма-излучение, которое рождается при взаимодействии ускоренных частиц с межзвездным газом. Гамма-излучение галактики М82, которая удалена на 12 млн световых лет от Земли, регистрировала наземная обсерватория VERITAS, а излучение области звездообразования в Большом Магеллановом облаке — туманности NGC 2070 — исследовала космическая обсерватория «Ферми».

Полученные результаты убедили специалистов в том, что естественными «ускорителями» частиц следует признать сверхновые. Как выяснилось, плотность потока гамма-излучения, исходящего от М82, приблизительно в 500 раз превосходит среднюю плотность в нашей Галактике, а туманность NGC 2070 резко выделяется на фоне Большого Магелланова облака по интенсивности исходящего гамма-излучения.

Галактика М82 (изображение НАСА / ESA / Hubble Heritage Team).

Гамма-излучение Большого Магелланова облака, зарегистрированное обсерваторией «Ферми» (иллюстрация НАСА / DOE / Fermi LAT Collaboration).

Полная версия отчета ученых будет опубликована в журнале Nature.

Источники:  НАСА , Компьюлента